image: REM sleep, the major source of dreams, and slow wave sleep are unique to mammals and birds. view more
Credit: [Credit: Yu Hayashi]
睡眠について大規模な研究が行われているにもかかわらず、深い眠りの背後にある多くの面は明らかになっていないが、新しい研究で、脳をレム睡眠モードから変更するニューロンが明らかになった。眠っている間、哺乳類は、急速眼球運動（レム）睡眠およびノンレム睡眠と呼ばれる異なる段階を周期的に数回繰り返す。レム睡眠を誘発するものについてはいくらか知識が得られているが、レム睡眠を阻害するもの及びノンレム睡眠を誘発するものに関してはほとんどわかっていない。いくつかのエビデンスで、橋被蓋（PT）と呼ばれる脳の一部に「スイッチ」機構があることが示されている。Yu Hayashiらは、この領域にあるどのニューロンがスイッチとして機能しているのかを明らかにするため、マウス胚の脳発達を検討した。マウス胚では、発達10日目から12日目の間に特定の興奮性ニューロンがPTに移動することが知られている。この間に、これらのニューロンはAtoh1と呼ばれる転写因子を発現する。研究チームは、Atoh1を標的とするウイルスを利用して、これらのニューロンのみに、特別な受容体hM3Dqを運びこんだ。この特別な受容体は、ある薬物の存在下で活性化され、その薬物を投与するとこれらのニューロンを「オン」にできる。睡眠下及び覚醒下のマウスを用いた一連の実験で、Atoh1-内側細胞が睡眠段階の制御に重要な役割を果たしていることが明らかになった。これらのニューロンの興奮によりレム睡眠が減少し、ノンレム睡眠が増加したのである。研究チームは同じ技術を用いて、ノンレム睡眠を阻害する深部中脳核の別のニューロンと、このような阻害性ニューロンを持つことが知られていたが正確なタイプがこれまで決定されていなかった脳の領域を明らかにすることもできた。これらの知見はすでに睡眠に関する研究を進行させており、Hayashiらは、これらの新たに発見されたニューロンを使用することで、レム睡眠の操作が、ノンレム睡眠に関連する深い睡眠パターンを変化させることを発見した。
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Article #13: "Cells of a common developmental origin regulate REM/non-REM sleep and wakefulness in mice," by Y. Hayashi; M. Kashiwagi; M. Kanuka at University of Tsukuba in Tsukuba, Japan; Y. Hayashi at Japan Science and Technology Agency (JST) in Saitama, Japan; K. Yasuda; R. Ando; S. Itohara at RIKEN in Saitama, Japan; K. Sakai at Lyon Neuroscience Research Center in Lyon, France; K. Sakai at INSERM in Lyon, France; K. Sakai at CNRS in Lyon, France; K. Sakai at Claude Bernard University Lyon in Lyon, France.
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